冰川是气候的产物,冰川中蕴藏了许多气候与环境变化的信息,通过研究冰川可以了解过去并预测未来的气候与环境变化。气候变化影响冰川上物质收支状况的相应变化,而冰川的物质收支状况变化会引起冰川运动特征和冰川热力状况的改变,进而导致冰川末端位置、冰川面积和冰储量发生改变,所以冰川与当地气候相互作用,相互影响。北极山地冰川受海洋性气候的影响,对气候变化的响应更加敏感,更适合用于研究全球和区域气候变化。本文选择了北极地区观测资料时间序列较长的23条山地冰川作为研究对象,分析了冰川物质平衡变化现状;讨论了影响北极山地冰川物质平衡变化的主要因素;建立统计关系模型分析了平衡线高度的气候敏感性。结果表明:(1)1960-2016年北极山地冰川年物质平衡整体上呈下降趋势,年均物质平衡值为-278 mm,累积物质平衡值达-12.72 m。20世纪90年代之前,北极冰川物质平衡处于平稳的亏损状态,1990-2000年冰川物质亏损开始加剧,2000-2016年冰川物质亏损进一步加剧。阿拉斯加冰川年物质平衡值最大,其次是斯瓦尔巴,加拿大北极和斯堪的纳维亚北部的冰川年物质平衡相对较小,俄罗斯北极的冰川年物质平衡值最小。(2)回归分析发现,冰川物质平衡与平衡线高度呈高度的负相关(R均=-0.84),与积累区比率呈高度正相关(R均=0.91)。当冰川物质平衡减小100 mm时,加拿大北极冰川平衡线高度上升幅度最大,约92 m;其次是斯瓦尔巴冰川平衡线高度将上升约18 m;斯堪的纳维亚北部冰川平衡线高度上升约11 m;阿拉斯加冰川平衡线高度上升约11 m;俄罗斯北极冰川平衡线高度上升幅度最小,仅约5 m。(3)北极气温升高,尤其是秋、冬季增暖明显是导致冰川消融加剧的主要原因,降水量对冰川物质平衡的影响较小。海温增暖与海冰范围减少关系密切,北极海冰急剧消融使表层海水增温,而北极气温增暖与海温升高有较好的正相关关系(R=0.64),气温升高加剧冰川消融。冰川类型不同,冰川的消融速率不同。暖流增温增湿,寒流降温减湿,影响冰川积累和消融量,导致冰川物质平衡年际波动幅度差异明显。(4)从冰川数量上来说,阿拉斯加冰川数量最多,其次是格陵兰岛边缘,数量最少的是冰岛。面积方面,属加拿大北极冰川面积最大,其次是格陵兰岛边缘,斯堪的纳维亚冰川面积分布最少。面积等级来看,北极冰川数量以面积<1 km2的冰川为主。(5)北极大多数冰川平衡线高度呈上升趋势,加拿大北极地区冰川平衡线高度升高幅度最明显,其次是斯堪的纳维亚北部,平衡线高度上升最小的是俄罗斯北极。分析平衡线高度和气象数据之间的相关性发现,平衡线高度与暖季气温相关性较大。暖季气温升高1℃对斯瓦尔巴冰川平衡线高度影响最大,平均升高81 m,其次是加拿大北极和斯堪的纳维亚北部,影响最小的是阿拉斯加和俄罗斯北极的冰川。降水量增加或减少对平衡线高度的影响小于气温升高的影响,但斯堪的纳维亚北部冰川平衡线高度变化主要受降水量变化的影响,降水量增加或减少10%,平衡线高度将下降或上升约83 m;其次是加拿大北极地区,影响最小的是俄罗斯北极地区。